鋼結(jié)構(gòu)-第5章 受彎構(gòu)件ppt課件

1、了解受彎構(gòu)件的任務(wù)性能掌握受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度的計算方法；了解受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定和部分穩(wěn)定的根本概念，了解梁整體穩(wěn)定的計算原理以及提高整體穩(wěn)定性的措施；熟習(xí)部分穩(wěn)定的驗算方法及有關(guān)規(guī)定。 接受橫向荷載和彎矩的構(gòu)件稱為受彎構(gòu)件。構(gòu)造中的實接受橫向荷載和彎矩的構(gòu)件稱為受彎構(gòu)件。構(gòu)造中的實腹式受彎構(gòu)件普通稱為梁，梁在鋼構(gòu)造中是運用較廣泛的一腹式受彎構(gòu)件普通稱為梁，梁在鋼構(gòu)造中是運用較廣泛的一種根本構(gòu)件。例如房屋建筑中的樓蓋梁、墻梁、檁條、吊車種根本構(gòu)件。例如房屋建筑中的樓蓋梁、墻梁、檁條、吊車梁和任務(wù)平臺梁。梁和任務(wù)平臺梁。構(gòu)件內(nèi)力構(gòu)件內(nèi)力彎矩彎矩彎矩彎矩+剪力，附加很小的軸力剪力，附加很小的軸力彎矩

2、彎矩+剪力剪力 受彎構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)滿足：強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、部分穩(wěn)定和受彎構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)滿足：強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、部分穩(wěn)定和剛度四個方面的要求。剛度四個方面的要求。 前三項屬于承載才干極限形狀計算，前三項屬于承載才干極限形狀計算，采用荷載的設(shè)計值；采用荷載的設(shè)計值； 第四項為正常運用極限形狀的計算，第四項為正常運用極限形狀的計算，計算撓度時按荷載的規(guī)范值進(jìn)展。計算撓度時按荷載的規(guī)范值進(jìn)展。正常運用極限形狀正常運用極限形狀 剛度剛度承載才干極限形狀承載才干極限形狀強(qiáng)度強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度部分壓應(yīng)力部分壓應(yīng)力折算應(yīng)力折算應(yīng)力整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定部分穩(wěn)定部分穩(wěn)定彈性階段構(gòu)件邊緣纖維最大應(yīng)力為：彈性階

3、段構(gòu)件邊緣纖維最大應(yīng)力為：xxWMn4.2.1c)彈性彈性塑性塑性塑性塑性MyMMpaa=fyya)MMyfyd)全部塑性全部塑性M=Mp=fyxyb)M=My=fy圖圖4.2.1 各荷載階段梁截面上的的正應(yīng)力分布各荷載階段梁截面上的的正應(yīng)力分布Wnx 截面繞截面繞 x 軸的凈截面模量。軸的凈截面模量。VmaxMmax 當(dāng)最大應(yīng)力當(dāng)最大應(yīng)力 到達(dá)屈服點到達(dá)屈服點fy時，構(gòu)件截面處于彈性極限時，構(gòu)件截面處于彈性極限形狀，其上彎矩為屈服彎矩形狀，其上彎矩為屈服彎矩My。 ynxyMW f 截面全部進(jìn)入塑性形狀，應(yīng)力分布呈矩形。彎矩到達(dá)最大截面全部進(jìn)入塑性形狀，應(yīng)力分布呈矩形。彎矩到達(dá)最大極限稱為塑

4、性彎矩極限稱為塑性彎矩Mp，截面構(gòu)成塑性鉸。，截面構(gòu)成塑性鉸。pnpyMW fWnp截面對截面對x軸的截面塑性模量。軸的截面塑性模量。2n1npxSSWS1n 、S2n 中和軸以上、下凈截面對中和軸的面積矩。中和軸以上、下凈截面對中和軸的面積矩。 塑性系數(shù)塑性系數(shù) 與截面外形有關(guān)，而與資料的性質(zhì)無關(guān)，所以又稱與截面外形有關(guān)，而與資料的性質(zhì)無關(guān)，所以又稱截面外形系數(shù)。截面外形系數(shù)。pnpynppynxynxxMWfWMWfW xpxp截面繞截面繞x x軸的塑性系數(shù)。軸的塑性系數(shù)。隨著隨著Mx的進(jìn)一步增大的進(jìn)一步增大梁的抗彎強(qiáng)度應(yīng)滿足：梁的抗彎強(qiáng)度應(yīng)滿足：ffWMRyxxx4.2.21繞繞x軸單向

5、彎曲時軸單向彎曲時fWMWMnyyynxxx4.2.32繞繞x、y軸雙向彎曲時軸雙向彎曲時 規(guī)范引入有限塑性開展系數(shù)規(guī)范引入有限塑性開展系數(shù)x和和y來表征截面抗彎強(qiáng)度的提來表征截面抗彎強(qiáng)度的提高。梁設(shè)計時只是有限制地利用截面的塑性，塑性開展深度取高。梁設(shè)計時只是有限制地利用截面的塑性，塑性開展深度取ah/8h/4。式中：式中：Mx、My 梁截面內(nèi)繞梁截面內(nèi)繞x、y軸的最大彎矩設(shè)計值；軸的最大彎矩設(shè)計值；Wnx、Wny 截面對截面對x、y軸的凈截面模量；軸的凈截面模量； x、y 截面對截面對x、y軸的有限塑性開展系數(shù)，小軸的有限塑性開展系數(shù)，小于于； f 鋼材抗彎設(shè)計強(qiáng)度鋼材抗彎設(shè)計強(qiáng)度 。 截

6、面塑性開展系數(shù)的取值見截面塑性開展系數(shù)的取值見P110-111表表4.2.1 對于需求計算疲勞的梁，由于有塑性區(qū)深化的截面，塑對于需求計算疲勞的梁，由于有塑性區(qū)深化的截面，塑性區(qū)鋼材易發(fā)生硬化，促使疲勞斷裂提早發(fā)生，宜取性區(qū)鋼材易發(fā)生硬化，促使疲勞斷裂提早發(fā)生，宜取 x= y =1.0。yyftbf2351523513 當(dāng)翼緣外伸寬度當(dāng)翼緣外伸寬度b與其厚度與其厚度t之比為：之比為：時，塑性開展對翼緣部分穩(wěn)定會有不利影響，應(yīng)取時，塑性開展對翼緣部分穩(wěn)定會有不利影響，應(yīng)取x 1.0。X XX XY YY Yb bt t 在構(gòu)件截面上有一特殊點在構(gòu)件截面上有一特殊點S，當(dāng)外力產(chǎn)生的剪力作用在，當(dāng)外

7、力產(chǎn)生的剪力作用在該點時構(gòu)件只產(chǎn)生線位移，不產(chǎn)生改動，這一點該點時構(gòu)件只產(chǎn)生線位移，不產(chǎn)生改動，這一點S稱為構(gòu)件稱為構(gòu)件的剪力中心。也稱彎曲中心，假設(shè)外力不經(jīng)過剪力中心，梁的剪力中心。也稱彎曲中心，假設(shè)外力不經(jīng)過剪力中心，梁在彎曲的同時還會發(fā)生改動，由于改動是繞剪力中心取矩進(jìn)在彎曲的同時還會發(fā)生改動，由于改動是繞剪力中心取矩進(jìn)展的，故展的，故S點又稱為改動中心。剪力中心的位置近與截面的點又稱為改動中心。剪力中心的位置近與截面的外形和尺寸有關(guān)，而與外荷載無關(guān)。外形和尺寸有關(guān)，而與外荷載無關(guān)。常用開口薄壁截面的剪力中心常用開口薄壁截面的剪力中心S S位置位置剪力中心剪力中心S位置的一些簡單規(guī)律位置

8、的一些簡單規(guī)律 1雙對稱軸截面和點對稱截面如雙對稱軸截面和點對稱截面如Z形截面，形截面，S與截與截 面形心重和；面形心重和； 2單對稱軸截面，單對稱軸截面，S在對稱軸上；在對稱軸上； 3由矩形薄板中線相交于一點組成的截面，每個薄板中由矩形薄板中線相交于一點組成的截面，每個薄板中 的剪力經(jīng)過該點，的剪力經(jīng)過該點，S在多板件的交匯點處。在多板件的交匯點處。 圖圖4.2.3 工字形和槽形截面梁中的剪應(yīng)力工字形和槽形截面梁中的剪應(yīng)力 式中式中 ： Vy Vy 計算截面沿腹板平面作用的剪力；計算截面沿腹板平面作用的剪力；Sx Sx 計算剪應(yīng)力處以上或以下毛截面計算剪應(yīng)力處以上或以下毛截面對中和軸的面積矩

9、；對中和軸的面積矩；IxIx毛截面慣性矩；毛截面慣性矩；tt計算點處板件的厚度；計算點處板件的厚度；fvfv鋼材抗剪設(shè)計強(qiáng)度。鋼材抗剪設(shè)計強(qiáng)度。vxxyftISV4.2.4 根據(jù)資料力學(xué)開根據(jù)資料力學(xué)開口截面的剪應(yīng)力計算口截面的剪應(yīng)力計算公式，梁的抗剪強(qiáng)度公式，梁的抗剪強(qiáng)度或剪應(yīng)力按下式計算：或剪應(yīng)力按下式計算：工字型截面剪應(yīng)力工字型截面剪應(yīng)力可近似按下式計算可近似按下式計算vwwfthVvwwmax2 . 1fthV 當(dāng)梁上有集中荷載如吊車輪壓、次梁傳來的集中力、支座反當(dāng)梁上有集中荷載如吊車輪壓、次梁傳來的集中力、支座反力等作用時，集中荷載由翼緣傳至腹板，且該荷載處又未設(shè)置支力等作用時，集中

10、荷載由翼緣傳至腹板，且該荷載處又未設(shè)置支承加勁肋時，腹板邊緣存在沿高度方向的部分壓應(yīng)力。為保證這部承加勁肋時，腹板邊緣存在沿高度方向的部分壓應(yīng)力。為保證這部分腹板不致受壓破壞，應(yīng)計算腹板上邊緣處的部分承壓強(qiáng)度。分腹板不致受壓破壞，應(yīng)計算腹板上邊緣處的部分承壓強(qiáng)度。圖圖4.2.4 腹板邊緣部分壓應(yīng)力分布腹板邊緣部分壓應(yīng)力分布cw zFft l4.2.7 即要保證部分承壓處的部分壓應(yīng)力不超越資料的屈服強(qiáng)度?？缰屑泻奢d：跨中集中荷載：lz = a+5hy +2hR梁端支座反力：梁端支座反力：lz = a+2.5hy +bhy自梁頂面至腹板計算高度上邊緣的間隔。自梁頂面至腹板計算高度上邊緣的間隔。h

11、R軌道的高度，對梁頂無軌道的梁軌道的高度，對梁頂無軌道的梁hR=0。b梁端到支座板外邊緣的間隔，按實踐取，但不得大于梁端到支座板外邊緣的間隔，按實踐取，但不得大于2.5hya集中荷載沿梁長方向的實踐支承長度。對于鋼軌上輪壓取集中荷載沿梁長方向的實踐支承長度。對于鋼軌上輪壓取a=50mm； 腹板邊緣處的部分承強(qiáng)度的計算公式為：腹板邊緣處的部分承強(qiáng)度的計算公式為：式中：式中：F集中荷載，動力荷載作用時需思索動力系數(shù)集中荷載，動力荷載作用時需思索動力系數(shù) 集中荷載放大系數(shù)思索吊車輪壓分配不均勻，重級任務(wù)制吊車集中荷載放大系數(shù)思索吊車輪壓分配不均勻，重級任務(wù)制吊車 梁梁=1.35，其它梁，其它梁=1.

12、0； tw腹板厚度腹板厚度lz集中荷載在腹板計算高度上邊緣的假定分布長度，可按下式計算：集中荷載在腹板計算高度上邊緣的假定分布長度，可按下式計算：1 1軋制型鋼，兩內(nèi)孤起點間距軋制型鋼，兩內(nèi)孤起點間距; ;2 2焊接組合截面，為腹板高度焊接組合截面，為腹板高度; ;3 3鉚接或高強(qiáng)螺栓銜接時為鉚釘或高強(qiáng)螺栓間鉚接或高強(qiáng)螺栓銜接時為鉚釘或高強(qiáng)螺栓間最近間隔。最近間隔。hobt1hobt1ho腹板的計算高度腹板的計算高度h0 規(guī)定，在組合梁的腹板計算高度邊緣處，假設(shè)同時受有規(guī)定，在組合梁的腹板計算高度邊緣處，假設(shè)同時受有較大的正應(yīng)力較大的正應(yīng)力 、剪應(yīng)力、剪應(yīng)力 和部分壓應(yīng)力和部分壓應(yīng)力 c c，

13、應(yīng)對這些部位進(jìn)展驗，應(yīng)對這些部位進(jìn)展驗算。其強(qiáng)度驗算式為：算。其強(qiáng)度驗算式為：fcc1222z34.2.10圖圖4.2.5 、 、c的共同作的共同作用用y1yxcn1IMy彎曲正應(yīng)力彎曲正應(yīng)力wnxtIVS1剪應(yīng)力剪應(yīng)力 c部分壓應(yīng)力部分壓應(yīng)力、 c c拉應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。壓應(yīng)力為負(fù)。1式中：式中：M、V驗算截面的彎矩及剪力；驗算截面的彎矩及剪力；In驗算截面的凈截面慣性矩；驗算截面的凈截面慣性矩； y1驗算點至中和軸的間隔；驗算點至中和軸的間隔；S1驗算點以上或以下截面面積對中和軸的面積矩；驗算點以上或以下截面面積對中和軸的面積矩； 如工字形截面即為翼緣面積對中和軸的面積矩。

14、如工字形截面即為翼緣面積對中和軸的面積矩。1折算應(yīng)力的強(qiáng)度設(shè)計值增大系數(shù)。折算應(yīng)力的強(qiáng)度設(shè)計值增大系數(shù)。 在式在式4.2.10中將強(qiáng)度設(shè)計值乘以增大系數(shù)中將強(qiáng)度設(shè)計值乘以增大系數(shù)1，是思索到折，是思索到折算應(yīng)力最大值只在部分區(qū)域，同時幾種應(yīng)力在同一處都到達(dá)最大值，算應(yīng)力最大值只在部分區(qū)域，同時幾種應(yīng)力在同一處都到達(dá)最大值，且資料強(qiáng)度又同時為最小值的概率較小，故將設(shè)計強(qiáng)度適當(dāng)提高。且資料強(qiáng)度又同時為最小值的概率較小，故將設(shè)計強(qiáng)度適當(dāng)提高。當(dāng)當(dāng) 和和 c異號時比同號時要提早進(jìn)入屈服，而此時塑性變形才干高，異號時比同號時要提早進(jìn)入屈服，而此時塑性變形才干高，危險性相對較小故取危險性相對較小故取 1

15、=1.2。 和和 c同號時屈服延遲，脆性傾向添同號時屈服延遲，脆性傾向添加，故取加，故取1 =1.1 。 fcc122234.2.10 梁必需有一定的剛度才干保證正常運用和觀感。梁的剛梁必需有一定的剛度才干保證正常運用和觀感。梁的剛度可用規(guī)范荷載作用下的撓度進(jìn)展衡量。梁的剛度可按下式度可用規(guī)范荷載作用下的撓度進(jìn)展衡量。梁的剛度可按下式驗算：驗算： 4.2.12 規(guī)范荷載下梁的最大撓度規(guī)范荷載下梁的最大撓度 受彎構(gòu)件的撓度限值，按附受彎構(gòu)件的撓度限值，按附P384表表2.1規(guī)定采用。規(guī)定采用。普通說來，梁的最大撓度可用資料力學(xué)、構(gòu)造力學(xué)方法計算。普通說來，梁的最大撓度可用資料力學(xué)、構(gòu)造力學(xué)方法計

16、算。均布荷載下等均布荷載下等截面簡支梁截面簡支梁xxxxxEIlMEIlMEIql104853845224集中荷載下等集中荷載下等截面簡支梁截面簡支梁xxxEIlMEIPl124823式中，式中，Ix跨中毛截面慣性矩跨中毛截面慣性矩Mx跨中截面彎矩跨中截面彎矩 截面不受任何約束，可以自在產(chǎn)生翹曲變形的改動。截面不受任何約束，可以自在產(chǎn)生翹曲變形的改動。 特點：軸向位移不受約束，截面可自在翹曲變形；各截面翹曲變形特點：軸向位移不受約束，截面可自在翹曲變形；各截面翹曲變形一樣，縱向纖維堅持直線且長度不變，構(gòu)件單位長度的改動角處處一樣，縱向纖維堅持直線且長度不變，構(gòu)件單位長度的改動角處處相等；截面上

17、只需剪應(yīng)力，縱向正應(yīng)力為零。相等；截面上只需剪應(yīng)力，縱向正應(yīng)力為零。xyzzMMABCD圖圖4.3.1 工字形截面構(gòu)件自在改動工字形截面構(gòu)件自在改動圖圖4.3.2 自在改動剪應(yīng)力自在改動剪應(yīng)力 按彈性分析：開口薄壁構(gòu)件自在改動時，截面上只需剪應(yīng)按彈性分析：開口薄壁構(gòu)件自在改動時，截面上只需剪應(yīng)力。剪應(yīng)力分布在壁厚范圍內(nèi)組成一個封鎖的剪力流；剪應(yīng)力力。剪應(yīng)力分布在壁厚范圍內(nèi)組成一個封鎖的剪力流；剪應(yīng)力的方向與壁厚中心線平行，大小沿壁厚直線變化，中心線處為的方向與壁厚中心線平行，大小沿壁厚直線變化，中心線處為零，壁內(nèi)、外邊緣處為最大零，壁內(nèi)、外邊緣處為最大t 。t的大小與構(gòu)件改動角的變的大小與構(gòu)件

18、改動角的變化率化率 成正比。此剪力流構(gòu)成抵抗外扭矩的合力矩成正比。此剪力流構(gòu)成抵抗外扭矩的合力矩GIt 。開口截面開口截面自在改動自在改動剪應(yīng)力分布剪應(yīng)力分布ttGIM(4.3.1) 開口薄壁構(gòu)件自在改動時，作用在構(gòu)件上的自在扭矩為：開口薄壁構(gòu)件自在改動時，作用在構(gòu)件上的自在扭矩為： 板件邊緣的最大剪應(yīng)力板件邊緣的最大剪應(yīng)力t與與Mt的關(guān)系為：的關(guān)系為：tttItM(4.3.3) 式中：式中： Mt 截面上的扭矩；截面上的扭矩； GIt截面改動剛度；截面改動剛度； G 資料剪切模量；資料剪切模量； It截面改動常數(shù)，也稱抗扭慣性矩，量綱為截面改動常數(shù)，也稱抗扭慣性矩，量綱為L4； 截面的改動角

19、截面的改動角 桿件單位長度改動角，或稱改動率；桿件單位長度改動角，或稱改動率； bi、ti 第第 i個矩形條的長度、厚度；個矩形條的長度、厚度； k 型鋼修正系數(shù)。型鋼修正系數(shù)。k的取值：的取值：槽鋼：槽鋼：k=1.12T形鋼：形鋼：k=1.15 I字鋼：字鋼：k=1.20角鋼：角鋼： k=1.0033iitbkIt(4.3.2) Mt 閉口薄壁構(gòu)件自在改動時，截面上的剪應(yīng)力分閉口薄壁構(gòu)件自在改動時，截面上的剪應(yīng)力分布與開口截面完全不同，在扭矩作用下其截面內(nèi)部布與開口截面完全不同，在扭矩作用下其截面內(nèi)部將構(gòu)成沿各板件中線方向閉合形剪力流。截面壁厚將構(gòu)成沿各板件中線方向閉合形剪力流。截面壁厚兩側(cè)

20、剪應(yīng)力方向一樣，剪應(yīng)力可視為沿厚度均勻分兩側(cè)剪應(yīng)力方向一樣，剪應(yīng)力可視為沿厚度均勻分布，方向與截面中線垂直。沿構(gòu)件截面恣意處布，方向與截面中線垂直。沿構(gòu)件截面恣意處t為為常數(shù)。常數(shù)。AtM2t(4.3.5)任一點處的剪應(yīng)力為：任一點處的剪應(yīng)力為：dsttdsMt(4.34)AtM2t其中周邊積分其中周邊積分 恰好是截面壁厚中線所圍成面積的恰好是截面壁厚中線所圍成面積的2倍。倍。ds即：即： 特點：由于支座的妨礙特點：由于支座的妨礙或其它緣由，受扭構(gòu)件的截或其它緣由，受扭構(gòu)件的截面不能完全自在地翹曲翹面不能完全自在地翹曲翹曲遭到約束。曲遭到約束。 導(dǎo)致導(dǎo)致 截面纖維縱向伸縮截面纖維縱向伸縮遭到約

21、束，產(chǎn)生縱向翹曲正遭到約束，產(chǎn)生縱向翹曲正應(yīng)力應(yīng)力 ，由此伴生翹曲剪應(yīng)，由此伴生翹曲剪應(yīng)力力 。翹曲剪應(yīng)力繞截面。翹曲剪應(yīng)力繞截面剪心構(gòu)成抵抗翹曲扭矩剪心構(gòu)成抵抗翹曲扭矩M 的才干。根據(jù)內(nèi)外扭矩平衡的才干。根據(jù)內(nèi)外扭矩平衡關(guān)系構(gòu)件改動平衡方程為：關(guān)系構(gòu)件改動平衡方程為：MzzxyooM1M1V1V1 圖圖4.3.4 構(gòu)件約束改動構(gòu)件約束改動Mz=Mt+M 4.3.6I I 為截面翹曲改動常數(shù)，又稱扇性慣性矩。量綱為為截面翹曲改動常數(shù)，又稱扇性慣性矩。量綱為L L6 6。構(gòu)件改動構(gòu)件改動ztMGIEI4.3.8ztMMM4.3.6常用開口薄壁截面的扇性慣性矩常用開口薄壁截面的扇性慣性矩I值值42

22、2y21hIhII雙軸對稱工字形截面雙軸對稱工字形截面I1一個翼緣截面對一個翼緣截面對y軸的慣性矩。軸的慣性矩。 如圖梁受橫向荷如圖梁受橫向荷載載P作用下，當(dāng)作用下，當(dāng)P添添加到某一數(shù)值時，梁加到某一數(shù)值時，梁將在截面承載力尚未將在截面承載力尚未充分發(fā)揚之前忽然偏充分發(fā)揚之前忽然偏離原來的彎曲變形平離原來的彎曲變形平面，發(fā)生側(cè)向撓曲和面，發(fā)生側(cè)向撓曲和改動，使梁喪失繼續(xù)改動，使梁喪失繼續(xù)承載的才干，這種景承載的才干，這種景象稱為梁的整體失穩(wěn)，象稱為梁的整體失穩(wěn)，也稱整體屈曲或側(cè)向也稱整體屈曲或側(cè)向屈曲。屈曲。XXYY11XXYY 梁受彎時可以看做是受拉構(gòu)件和受壓構(gòu)件的組合體。受壓梁受彎時可以看

23、做是受拉構(gòu)件和受壓構(gòu)件的組合體。受壓翼緣其弱軸為翼緣其弱軸為1 -11 -1軸，但由于有腹板作延續(xù)支承下翼緣和腹軸，但由于有腹板作延續(xù)支承下翼緣和腹板下部均受拉，可以提供穩(wěn)定的支承，壓力到達(dá)一定值時，板下部均受拉，可以提供穩(wěn)定的支承，壓力到達(dá)一定值時，只需繞只需繞y y軸屈曲，側(cè)向屈曲后，彎矩平面不再和截面的剪切中心軸屈曲，側(cè)向屈曲后，彎矩平面不再和截面的剪切中心重合，必然產(chǎn)生改動。梁維持其穩(wěn)定平衡形狀所承當(dāng)?shù)淖畲蠛芍睾希厝划a(chǎn)生改動。梁維持其穩(wěn)定平衡形狀所承當(dāng)?shù)淖畲蠛奢d或最大彎矩，稱為臨界荷載或臨界彎矩。載或最大彎矩，稱為臨界荷載或臨界彎矩。圖圖4.4.1 工字形截面簡支梁整體彎扭失穩(wěn)工字形

24、截面簡支梁整體彎扭失穩(wěn)緣由緣由1 1根本假定根本假定 1 1彎矩作用在最大剛度平面，屈曲時鋼梁處于彈性階段；彎矩作用在最大剛度平面，屈曲時鋼梁處于彈性階段； 2 2梁端為夾支座只能繞梁端為夾支座只能繞x x軸，軸，y y軸轉(zhuǎn)動，不能繞軸轉(zhuǎn)動，不能繞z z軸轉(zhuǎn)動，軸轉(zhuǎn)動，只能自在撓曲，不能改動；只能自在撓曲，不能改動； 3 3梁變形后，力偶矩與原來的方向平行梁變形后，力偶矩與原來的方向平行( (梁的變形屬小變梁的變形屬小變形范圍形范圍) )。2 2純彎曲梁的臨界彎矩純彎曲梁的臨界彎矩MMzyl11yzz d /dzy-z平面內(nèi)平面內(nèi) 取分別體如圖，取分別體如圖，x、y、z為固定坐標(biāo)，變形后截為固

25、定坐標(biāo)，變形后截面沿面沿x、y軸的位移為軸的位移為u、，是對是對z軸的改動角。軸的改動角。變形前后作用在變形前后作用在1-1截面上截面上的彎矩的彎矩M矢量的方向不變，矢量的方向不變，截面發(fā)生位移后的挪動坐截面發(fā)生位移后的挪動坐標(biāo)為標(biāo)為、。M在在、上的分量為：上的分量為： AxyAMcosMMu 1-1x-y平面內(nèi)平面內(nèi) M =Mcos cos M(4.4.1)(4.4.2)M=Mcos sin =MM= Msin M(du/dz)=Mu (4.4.3)MsinMcoszMxzMu =du/dz ox-z平面內(nèi)平面內(nèi) 在平面內(nèi)為梁在最大剛度平面內(nèi)彎曲，其彎矩的平衡方程為： 在在平面內(nèi)為梁的側(cè)向彎

26、曲，平面內(nèi)為梁的側(cè)向彎曲，其彎矩的平衡方程為：其彎矩的平衡方程為： 由于梁端部夾支，中部恣意截面由于梁端部夾支，中部恣意截面改動時，縱向纖維發(fā)生了彎曲，改動時，縱向纖維發(fā)生了彎曲，屬于約束改動，其改動的微分方屬于約束改動，其改動的微分方程為程為:MEI x(4.4.4)MuEI y(4.4.5)MEIGI t(4.4.6)yzz d /dzy-z平面內(nèi)平面內(nèi) M zMxzMu =du/dzM ox-z平面內(nèi)平面內(nèi) x0EIM4.4.7y0EI uM4.4.8t0GIEIMu4.4.9于是可得：于是可得：對式對式4.4.9微分一次，與微分一次，與4.4.8聯(lián)立消去聯(lián)立消去u得：得： 2ty0ME

27、IGIEI4.4.10 式式(4.4.7)僅為僅為的方程可以獨立求解，屬于的方程可以獨立求解，屬于M作用平面內(nèi)的作用平面內(nèi)的彎曲，與梁的改動無關(guān)。后兩式是彎曲，與梁的改動無關(guān)。后兩式是u、的耦連方程，必需聯(lián)立的耦連方程，必需聯(lián)立求解。它的力學(xué)概念是一個新的側(cè)向彎曲、改動變形。表現(xiàn)出求解。它的力學(xué)概念是一個新的側(cè)向彎曲、改動變形。表現(xiàn)出梁整體失穩(wěn)的彎扭變形性質(zhì)。梁整體失穩(wěn)的彎扭變形性質(zhì)。臨界形狀時的平衡微分方程臨界形狀時的平衡微分方程要使上式在任何要使上式在任何z值都能成立，且值都能成立，且A0那么：那么：422ty0MEIGIllEI(4.4.13) 假設(shè)兩端簡支梁的改動角符合正弦半波曲線分布

28、，即：假設(shè)兩端簡支梁的改動角符合正弦半波曲線分布，即： =Asin( z/l) l 梁的側(cè)向支承長度梁的側(cè)向支承長度 根據(jù)簡支約束的邊境條件，根據(jù)簡支約束的邊境條件， z=0， z=l時時 =0， =0代入式代入式4.4.10得：得：422tysin0MzEIGIAllEIl(4.4.12) 上式中的上式中的M即為雙軸對稱工字形截面梁整體失穩(wěn)的臨界彎即為雙軸對稱工字形截面梁整體失穩(wěn)的臨界彎矩矩Mcr，可解得：，可解得：lGIEIklGIEIGIEIlMtytyt22cr1k稱為梁的側(cè)向屈曲系數(shù)，對于雙軸對稱工字形截面稱為梁的側(cè)向屈曲系數(shù)，對于雙軸對稱工字形截面I =Iy(h/2)222y22t

29、t1112EIEIhkGIllGI 2ty2lhGIEI22ytcr22y1EIIGI lMlIEI(4.4.18)式式4.4.14也可換成：也可換成：將梁當(dāng)作壓桿時繞弱軸將梁當(dāng)作壓桿時繞弱軸y的歐拉臨界力的歐拉臨界力2ytytcrt1EI GIEI GIEIMkGIlll 單軸對稱截面，且失穩(wěn)前外力作用使構(gòu)件繞非對稱軸撓曲其臨單軸對稱截面，且失穩(wěn)前外力作用使構(gòu)件繞非對稱軸撓曲其臨界彎矩表達(dá)式：界彎矩表達(dá)式：荷荷 載載 類類 型型 1 2 3跨中集中荷載跨中集中荷載1.35 0.55 0.40 滿跨均布荷載滿跨均布荷載 1.13 0.46 0.53 純彎曲純彎曲 1 0 1 表表4.4.2 1

30、、 2 、 3的取值的取值2222ytcr123y23y22y1EIIGI lMaBaBlIEI4.4.19aSyoh1h2OXYI 1I 2 By 截面不對稱修正系數(shù)。反映截面不對稱程度。截面不對稱修正系數(shù)。反映截面不對稱程度。 a 橫向荷載作用點至截面剪力中心的間隔當(dāng)荷載作用在中橫向荷載作用點至截面剪力中心的間隔當(dāng)荷載作用在中心以下時取正號，反之取負(fù)號心以下時取正號，反之取負(fù)號;y0 剪力中心剪力中心s至形心至形心o的間隔剪力中心在形心之下取正號，的間隔剪力中心在形心之下取正號，反之取負(fù)號。反之取負(fù)號。I1、I2 分別為受壓翼緣和分別為受壓翼緣和 受拉翼緣對受拉翼緣對y軸的慣性矩。軸的慣性

31、矩。y22110IhIhIy02221ydAyxyIBAxy2222ytcr123y23y22y1EIIGI lMaBaBlIEI4.4.19常用開口薄壁截面的剪力中心常用開口薄壁截面的剪力中心S位置和扇性慣性矩位置和扇性慣性矩I值值1.1.單向受彎梁單向受彎梁 crcrxxxMMWW4.4.22ycrcrbRyyxxfMfWfbxxMfWycrycrbMMf(4.4.23)鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值按受壓翼緣確定按受壓翼緣確定的毛截面模量；的毛截面模量；梁的整體穩(wěn)定系數(shù)梁的整體穩(wěn)定系數(shù)2y 1b2yy432023514.4xtAhWhf y=l1/iy梁在側(cè)向支點間，截面繞梁在

32、側(cè)向支點間，截面繞y-y軸的長細(xì)比；軸的長細(xì)比； l1受壓翼緣側(cè)向支承點間間隔梁的支座處視受壓翼緣側(cè)向支承點間間隔梁的支座處視為有側(cè)向支承；為有側(cè)向支承； iy梁毛截面對梁毛截面對y軸的截面回轉(zhuǎn)半徑；軸的截面回轉(zhuǎn)半徑； A梁的毛截面面積；梁的毛截面面積； h、t1梁截面全高、受壓翼緣厚度；梁截面全高、受壓翼緣厚度；AIi 恣意橫向荷載作用下，整體穩(wěn)定系數(shù)恣意橫向荷載作用下，整體穩(wěn)定系數(shù) b通用計算公式：通用計算公式：式中式中 b等效臨界彎矩系數(shù)；等效臨界彎矩系數(shù)； 它主要思索各種荷載種類和位置所對應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)與純彎條件下穩(wěn)定系它主要思索各種荷載種類和位置所對應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)與純彎條件下穩(wěn)定系數(shù)的差

33、別；按附表數(shù)的差別；按附表3.1或附表或附表3.3采用。采用。 y=l1/iy梁在側(cè)向支點間，截面繞梁在側(cè)向支點間，截面繞y-y軸的長細(xì)比；軸的長細(xì)比； l1受壓翼緣側(cè)向支承點間間隔梁的支座處視為有側(cè)向支承；受壓翼緣側(cè)向支承點間間隔梁的支座處視為有側(cè)向支承； iy梁毛截面對梁毛截面對y軸的截面回轉(zhuǎn)半徑；軸的截面回轉(zhuǎn)半徑； A梁的毛截面面積；梁的毛截面面積； h、t1梁截面全高、受壓翼緣厚度；梁截面全高、受壓翼緣厚度； b截面不對稱修正系數(shù)。雙軸對稱工字形截面：截面不對稱修正系數(shù)。雙軸對稱工字形截面： b=0單軸對稱工字形截面取值見單軸對稱工字形截面取值見P386附錄附錄3。2y 1bbb2yy

34、432023514.4xtAhWhf4.4.25 當(dāng)算得的當(dāng)算得的 b0.6時，思索剩余應(yīng)力等缺陷的影響，此時時，思索剩余應(yīng)力等缺陷的影響，此時資料已進(jìn)入彈塑性階段，整體穩(wěn)定臨界力顯著降低，必需以資料已進(jìn)入彈塑性階段，整體穩(wěn)定臨界力顯著降低，必需以 b替代進(jìn)展修正。替代進(jìn)展修正。0 . 1282. 007. 1bb4.4.27其他截面的穩(wěn)定系數(shù)計算詳見規(guī)范。其他截面的穩(wěn)定系數(shù)計算詳見規(guī)范。P385附錄附錄3軋制普通工字形簡支梁軋制普通工字形簡支梁可可查查表表得得到到。b yxbxyyMMfWW4.4.282.2.雙向受彎梁雙向受彎梁式中式中 My繞弱軸的彎矩；繞弱軸的彎矩；Wx 、Wy按受壓纖

35、維確定的對按受壓纖維確定的對x軸和對軸和對y軸的毛截面模量；軸的毛截面模量； b 繞強(qiáng)軸彎曲確定的梁整體穩(wěn)定系數(shù)。繞強(qiáng)軸彎曲確定的梁整體穩(wěn)定系數(shù)。 y取值同塑性開展系數(shù)，但并不表示截面沿取值同塑性開展系數(shù)，但并不表示截面沿y軸以進(jìn)入軸以進(jìn)入塑性階段，而是為了降低后一項的影響和堅持與強(qiáng)度公式塑性階段，而是為了降低后一項的影響和堅持與強(qiáng)度公式的一致性。的一致性。影響梁整體穩(wěn)定的要素影響梁整體穩(wěn)定的要素1.1.截面剛度的影響截面剛度的影響梁的側(cè)向抗彎剛度梁的側(cè)向抗彎剛度EIyEIy 改動剛度改動剛度GIt GIt 臨界彎矩臨界彎矩Mcr Mcr 。 翹曲剛度翹曲剛度EI EI 2.2.側(cè)向支撐間隔的

36、影響側(cè)向支撐間隔的影響側(cè)向支撐側(cè)向支撐l1,l1,臨界彎矩臨界彎矩Mcr Mcr 。側(cè)向支撐越是接近受壓翼緣，。側(cè)向支撐越是接近受壓翼緣，效果越好。效果越好。3.3.荷載類型的影響荷載類型的影響彎矩圖越豐滿，臨界彎矩圖越豐滿，臨界彎矩越低彎矩越低由于，梁一旦發(fā)生改動，作用在上翼緣由于，梁一旦發(fā)生改動，作用在上翼緣的荷載的荷載P對彎曲中心產(chǎn)生不利的附加扭對彎曲中心產(chǎn)生不利的附加扭矩矩Pe，使梁的改動加劇，助長梁屈曲，使梁的改動加劇，助長梁屈曲，從而降低了梁的臨界荷載；從而降低了梁的臨界荷載；荷載作用在下翼緣，附加扭矩會減緩荷載作用在下翼緣，附加扭矩會減緩梁的改動變形，提高梁的臨界荷載。梁的改動變

37、形，提高梁的臨界荷載。oeP oeP 4.4.荷載作用位置的影響荷載作用位置的影響6. 6. 支座約束程度的影響。支座約束程度的影響。梁端支承條件約束程度梁端支承條件約束程度，臨界彎矩，臨界彎矩。5.5.受壓翼緣的影響受壓翼緣的影響受壓翼緣寬大的截面，受壓翼緣寬大的截面，臨界彎矩高些。臨界彎矩高些。 提高梁受壓翼緣的側(cè)向穩(wěn)定性是提高梁整體穩(wěn)定的有效方法。較經(jīng)濟(jì)合理的方法是設(shè)置側(cè)向支撐，減少梁受壓翼緣的自在長度。2.2.加強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施加強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施1 1增大梁截面尺寸，增大受壓翼緣的寬度最為有效；增大梁截面尺寸，增大受壓翼緣的寬度最為有效；2 2在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐；在受壓翼緣設(shè)置

38、側(cè)向支撐；3 3當(dāng)梁跨內(nèi)無法增設(shè)側(cè)向支撐時，宜采取閉合箱形截面；當(dāng)梁跨內(nèi)無法增設(shè)側(cè)向支撐時，宜采取閉合箱形截面；4 4添加梁兩端的約束提高其穩(wěn)定承載力。采取措施使梁端不能發(fā)添加梁兩端的約束提高其穩(wěn)定承載力。采取措施使梁端不能發(fā) 生改動。生改動。2 H型鋼或工字形截面簡支梁受壓翼緣自在長度型鋼或工字形截面簡支梁受壓翼緣自在長度l1與其寬度與其寬度b1之比不超越下表所列數(shù)值時。之比不超越下表所列數(shù)值時。H型鋼或工字形截面簡支梁不需驗算整體穩(wěn)定性的最大型鋼或工字形截面簡支梁不需驗算整體穩(wěn)定性的最大l1/b1值值 1 1有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其結(jié)實相銜接，能有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并

39、與其結(jié)實相銜接，能阻止梁受壓翼緣側(cè)向位移截面改動時。阻止梁受壓翼緣側(cè)向位移截面改動時。 3對箱形截面對箱形截面簡支梁簡支梁h/b0 6，且，且 l1/b195 235/fy。圖圖4.4.5 箱形截面箱形截面不符合以上條件的梁，必需經(jīng)計算來判別能否整體穩(wěn)定不符合以上條件的梁，必需經(jīng)計算來判別能否整體穩(wěn)定yyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m2max11(1.2 1.57) 121.4 90 3 1.4130 12958kN m84M mm75.4813800108 .326yyAIi07.12375.486000yyyil查查P387附表附表

40、3.1得：得： b=1.15， b=0。 代入代入b 計算公式計算公式得：得：2y 1bbb2yy432023514.4xtAhWhf15. 114204 . 41007.1231105707.123142013800432015. 1252825. 015. 1282. 007. 1282. 007. 1bb2246mm/N215mm/N7 .20310570825. 010958fWMxbx故梁的整體穩(wěn)定可以保證。故梁的整體穩(wěn)定可以保證。 b =1.150.6 , 需求修正：需求修正： 良好的設(shè)計，應(yīng)使梁的整體穩(wěn)定臨界荷載盡能夠高，最理想良好的設(shè)計，應(yīng)使梁的整體穩(wěn)定臨界荷載盡能夠高，最理想

41、的是使梁不由穩(wěn)定控制而由強(qiáng)度控制。的是使梁不由穩(wěn)定控制而由強(qiáng)度控制。2246xxmm/N215mm/N1681057010958fWM與梁抗彎強(qiáng)度比較：與梁抗彎強(qiáng)度比較：132 .131026270tb不思索塑性開展不思索塑性開展強(qiáng)度未能充分利用強(qiáng)度未能充分利用 為了提高梁的承載才干，節(jié)省資料，要盡能夠選用較薄的板為了提高梁的承載才干，節(jié)省資料，要盡能夠選用較薄的板件，以使截面開展。受彎構(gòu)件在荷載作用下，當(dāng)荷載到達(dá)某一值件，以使截面開展。受彎構(gòu)件在荷載作用下，當(dāng)荷載到達(dá)某一值時，梁的腹板和受壓翼緣將不能堅持平衡形狀，發(fā)生出平面波形時，梁的腹板和受壓翼緣將不能堅持平衡形狀，發(fā)生出平面波形鼓曲，稱

42、為梁的部分失穩(wěn)。梁的部分穩(wěn)定問題，其本質(zhì)是組成梁鼓曲，稱為梁的部分失穩(wěn)。梁的部分穩(wěn)定問題，其本質(zhì)是組成梁的矩形薄板在各種應(yīng)力的作用下的屈曲問題。的矩形薄板在各種應(yīng)力的作用下的屈曲問題。圖圖4.5.1 部分失穩(wěn)景象部分失穩(wěn)景象板件鼓曲板件鼓曲b受壓翼緣屈曲受壓翼緣屈曲腹板屈曲腹板屈曲部分失穩(wěn)的后果：部分失穩(wěn)的后果： 惡化任務(wù)條件，降低構(gòu)惡化任務(wù)條件，降低構(gòu)件的承載才干，動力荷載件的承載才干，動力荷載作用下易引起疲勞破壞。作用下易引起疲勞破壞。圖圖4.5.2 受彎構(gòu)件的部分失穩(wěn)受彎構(gòu)件的部分失穩(wěn) 此外還能夠由于梁剛度此外還能夠由于梁剛度缺乏，影響梁的整體穩(wěn)定；缺乏，影響梁的整體穩(wěn)定；撓度過大，影響

43、正常運用；撓度過大，影響正常運用；鋼構(gòu)造外表銹蝕嚴(yán)重，耐久鋼構(gòu)造外表銹蝕嚴(yán)重，耐久性差。性差。構(gòu)件的部分穩(wěn)定問題：構(gòu)件的部分穩(wěn)定問題： 保證板件在構(gòu)件整體失穩(wěn)前不發(fā)生部分失穩(wěn)；保證板件在構(gòu)件整體失穩(wěn)前不發(fā)生部分失穩(wěn)； 在設(shè)計中合理運用板件的屈曲后性能。在設(shè)計中合理運用板件的屈曲后性能。 板在各種應(yīng)力作用下堅持穩(wěn)定所能接受的最大應(yīng)力稱板在各種應(yīng)力作用下堅持穩(wěn)定所能接受的最大應(yīng)力稱為臨界應(yīng)力為臨界應(yīng)力 crcr。按彈性穩(wěn)定實際，理想彈性薄板的的臨。按彈性穩(wěn)定實際，理想彈性薄板的的臨界應(yīng)力計算公式為：界應(yīng)力計算公式為：222cr)1 (12btEk4.5.7k板的屈曲系數(shù)板的屈曲系數(shù)Nx單位寬度上的

44、力，單位寬度上的力， Nx= xt， t板厚板厚NxNx面內(nèi)壓力面內(nèi)壓力作用在中面內(nèi)的壓力和剪力作用在中面內(nèi)的壓力和剪力中面中面Nxy0222x4422444xNyyxxD四邊簡支矩形板單向壓力作用四邊簡支矩形板單向壓力作用式中：式中：板屈曲后任一點的撓度；板屈曲后任一點的撓度；D板單位寬度的抗彎剛度；板單位寬度的抗彎剛度；t板厚；板厚； Nx單位寬度板接受的壓力；單位寬度板接受的壓力；E彈性模量；彈性模量； 泊桑系數(shù)。泊桑系數(shù)。 23112EtD四邊簡支矩形板邊境條件是板邊緣的撓度為零，彎矩為零，即四邊簡支矩形板邊境條件是板邊緣的撓度為零，彎矩為零，即 x=0、a時，時， =0。 y=0，b

45、時，時， =0。022x022y11sinsinnmnmbynaxmAabxtyx縱向可有數(shù)個半波縱向可有數(shù)個半波ayb1=b/2圖圖4.5.2 單向面內(nèi)荷載作用下的四邊簡支板單向面內(nèi)荷載作用下的四邊簡支板2222xcrmbanambbDN222crxmbaambbDN4.5.522crxbDkN4.5.5k板的屈曲系數(shù)板的屈曲系數(shù)2minmbaambkabxtyx2minmbaambk圖圖4.5.3 系數(shù)系數(shù)k和和a/b的關(guān)系的關(guān)系26m=1m=2 m=3m=401234a/b2468k可以看出當(dāng)可以看出當(dāng)a/b1時時k值變化不大。值變化不大。設(shè)計時，可取設(shè)計時，可取k=4.0如何確定如何確

46、定k222xcrcrx)1 (12btEktN4.5.723112EtD22crxbDkN 即彈性嵌固板的屈曲系數(shù)和四邊簡支板屈曲系數(shù)之比。即彈性嵌固板的屈曲系數(shù)和四邊簡支板屈曲系數(shù)之比。42522106 .183 . 01121006. 214. 3112E222cr)1 (12btEk4.5.8梁部分穩(wěn)定臨界應(yīng)力的大小： 1. 與所受應(yīng)力、支承情況和板的長寬比a/b有關(guān)，與板的寬厚比b/t的平方成反比。 2. 減小板寬可有效地提高，而減小板長的效果不大。 3.與鋼材強(qiáng)度無關(guān)，采用高強(qiáng)度鋼材并不能提高板的部分穩(wěn)定性能。4. 5.924cr18.610crNtktb彈性臨界應(yīng)力：彈性臨界應(yīng)力：

47、彈塑性臨界應(yīng)力：彈塑性臨界應(yīng)力：22wcrcr20()()12(1)EtkhtEE塑性系數(shù)塑性系數(shù) 梁受壓翼緣正應(yīng)力接近均勻，剪應(yīng)力很小，按限制板梁受壓翼緣正應(yīng)力接近均勻，剪應(yīng)力很小，按限制板件寬厚比的方法來保證部分穩(wěn)定性。件寬厚比的方法來保證部分穩(wěn)定性。計算簡圖計算簡圖ABCDb1a ABCD受壓翼緣屈曲受壓翼緣屈曲 D4. 5.10y42cr106 .18fbtk?。喝。簣D圖4.5.3 工字形截面、箱形截面工字形截面、箱形截面 箱形截面翼緣的中間部分相當(dāng)于四邊簡支板，箱形截面翼緣的中間部分相當(dāng)于四邊簡支板，k4.0， 1， =0.25，使翼緣的臨界力不低于鋼材的屈服點，同，使翼緣的臨界力不

48、低于鋼材的屈服點，同時思索梁翼緣開展塑性，那么：時思索梁翼緣開展塑性，那么：4. 5.11yw023540ftb23515ybtf23513ybtf x=1.0 x=1.0 x=1.0 x=1.05 5 0.25 cr0.97fy圖圖4.5.4 箱形截面箱形截面縱向加勁肋縱向加勁肋橫向加勁肋橫向加勁肋短加勁肋短加勁肋橫向加勁肋主要防止剪應(yīng)力和部分壓應(yīng)力作用下的腹板失穩(wěn)；橫向加勁肋主要防止剪應(yīng)力和部分壓應(yīng)力作用下的腹板失穩(wěn)；縱向加勁肋主要防止彎曲壓應(yīng)力能夠引起的腹板失穩(wěn)；縱向加勁肋主要防止彎曲壓應(yīng)力能夠引起的腹板失穩(wěn)；短加勁肋短加勁肋 主要防止部分壓應(yīng)力下的腹板失穩(wěn)。主要防止部分壓應(yīng)力下的腹板失

49、穩(wěn)。圖圖4.5.5 腹板加勁肋的布置腹板加勁肋的布置 腹板的純剪切屈曲發(fā)生在中性軸附近。四邊簡支的矩形板，在腹板的純剪切屈曲發(fā)生在中性軸附近。四邊簡支的矩形板，在均勻分布的剪應(yīng)力的作用下，屈曲時呈現(xiàn)沿均勻分布的剪應(yīng)力的作用下，屈曲時呈現(xiàn)沿4545方向的傾斜的鼓曲，方向的傾斜的鼓曲，這個方向與主壓應(yīng)力的方向相近，板彈性階段臨界剪應(yīng)力為這個方向與主壓應(yīng)力的方向相近，板彈性階段臨界剪應(yīng)力為: :圖圖4.5.6 板的純剪屈曲板的純剪屈曲b)crcr屈曲變形屈曲變形h0a1122a)屈曲緣由屈曲緣由ah0210018 6wcrt. kb4.5.15ahb,min0 當(dāng)當(dāng)a1a為長邊時，為長邊時，20)/

50、(434. 5hak4.5.17引入通用高厚比引入通用高厚比crvysf cr的計算00201123541 45.34sywsa hfh ta h的計算公式：）當(dāng)時：則：00202123541 5.344ywsa hfh ta h）當(dāng)時：則：23541/yw0fkths210018 6wcrt. kb3/yvyff思索翼緣對腹板的約束作思索翼緣對腹板的約束作用，取嵌固系數(shù)用，取嵌固系數(shù) =1.23。vcrs8 . 0f時，當(dāng)vscrs)8 . 0(59. 012 . 18 . 0f時，當(dāng)221 .12 .1svsvycrsff時，當(dāng) 規(guī)定僅受規(guī)定僅受剪應(yīng)力作用的腹板，剪應(yīng)力作用的腹板，不會發(fā)生

51、剪切失穩(wěn)的不會發(fā)生剪切失穩(wěn)的高厚比限值取：高厚比限值?。杭礊椴辉O(shè)橫向加勁肋限值。即為不設(shè)橫向加勁肋限值。ywfth235800 4.5.26如不設(shè)加勁肋，如不設(shè)加勁肋，ah0，a/ h0 ，k5.34， 假設(shè)要假設(shè)要求求 cr =fvy，那么，那么 s不應(yīng)超越不應(yīng)超越0.8，可得高厚比限值：，可得高厚比限值：那么那么cr 在塑性、彈塑性和彈性范圍內(nèi)的取值分在塑性、彈塑性和彈性范圍內(nèi)的取值分別為：別為：yyw02358 .7523534. 5418 . 0ffth 由非均勻受壓薄板的屈由非均勻受壓薄板的屈曲實際，取四邊簡支板曲實際，取四邊簡支板 k23.9，b=h0得：得：maxtwmintwb

52、amaxtwmintw圖圖4.5.9 腹板受彎屈曲腹板受彎屈曲20100445wcrth4.5.27 對于腹板不設(shè)縱向加勁肋時，假設(shè)保證其彎曲應(yīng)力下的部分穩(wěn)對于腹板不設(shè)縱向加勁肋時，假設(shè)保證其彎曲應(yīng)力下的部分穩(wěn)定應(yīng)使：定應(yīng)使：cr =fycr =fy， 取取1.661.66受壓翼緣改動遭到約束和受壓翼緣改動遭到約束和1.23 1.23 受壓翼緣改動未遭到約束，可得純彎曲下高厚比限值受壓翼緣改動未遭到約束，可得純彎曲下高厚比限值分別為：分別為：00235235177153wywyhhtftf和cr的計算23517721ywcbbfth受到約束時：）當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)的計算公式：未未受受到到約約束

53、束時時：）當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)22351532ywcbfth02cchhh式中：梁腹板彎曲受壓區(qū)高度，雙軸對稱截面。crybf 2bycrf 引入通用高厚比引入通用高厚比24cr18.610crNtktb 21 . 1 :25. 185. 075. 01 :25. 185. 0 :85. 0bcrbbcrbcrbfff 時時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng) 規(guī)范規(guī)定腹板純彎曲時假設(shè)滿足下面條件不會發(fā)生彎曲屈曲，規(guī)范規(guī)定腹板純彎曲時假設(shè)滿足下面條件不會發(fā)生彎曲屈曲，否那么在受壓區(qū)設(shè)置縱向加勁肋。否那么在受壓區(qū)設(shè)置縱向加勁肋。ywywfthfth23515023517000 和和翼緣改動遭到約

54、束翼緣改動遭到約束翼緣改動未遭到約束翼緣改動未遭到約束假設(shè)在部分壓應(yīng)力下不發(fā)生部分失穩(wěn)，應(yīng)滿足：假設(shè)在部分壓應(yīng)力下不發(fā)生部分失穩(wěn)，應(yīng)滿足：yc,crf 腹板在部分壓應(yīng)力下不會腹板在部分壓應(yīng)力下不會發(fā)生屈曲的高厚比限值為發(fā)生屈曲的高厚比限值為: :crc , hoa屈曲系數(shù)屈曲系數(shù)k與板的邊長比有關(guān)與板的邊長比有關(guān)4.5.394.5.400y235/84htf翼緣對腹板的約束系數(shù)為：翼緣對腹板的約束系數(shù)為：=1.81-0.255h0/a規(guī)范取：規(guī)范?。簓wfth235800 4.5.4220100618htk.wc,cr(4.5.38)引入通用高厚比引入通用高厚比crcycf, ,c cr的計算

55、23583. 14 .139 .1028:5 . 15 . 030yowocfhathha時當(dāng)2,1 . 1,2 . 1)9 . 0(79. 01,2 . 19 . 0,9 . 0ccrccccrcccrccfff時當(dāng)時當(dāng)時當(dāng)23559 .1828:0 . 25 . 10yowocfhathha時當(dāng)1 1 橫向加勁肋加強(qiáng)的腹板橫向加勁肋加強(qiáng)的腹板h0a式中式中: 計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力；計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力； -計算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力；計算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力； c腹板計算高度邊緣的部分壓應(yīng)力，計算時取腹板計算高度邊緣的部分壓應(yīng)力，計算時取=1.0。w wVh t22,1ccrc crcr4.5.48hoa c c2 2同時設(shè)置橫向和縱向